Shenhai-Proof Shpërthimi
Në kushte standarde testimi, kufiri i përqendrimit në të cilin një gaz ose avull i djegshëm i përzier me një gaz oksidues çon në një shpërthim quhet kufiri i shpërthimit. Zakonisht, termi 'kufi i shpërthimit’ i referohet kufijve të përqendrimit të gazeve ose avujve të djegshëm në ajër. Përqendrimi më i ulët i një gazi të djegshëm që mund të shkaktojë një shpërthim njihet si kufiri më i ulët i shpërthimit (Lel), dhe përqendrimi më i lartë si kufiri i sipërm i shpërthimit (Uel).
Kur gazrat e djegshëm ose avujt e lëngshëm janë brenda kufijve të shpërthimit dhe ndeshen me një burim nxehtësie (të tilla si një flakë e hapur ose e lartë temperatura), flaka përhapet me shpejtësi nëpër hapësirën e gazit ose pluhurit. Ky reaksion i shpejtë kimik çliron një sasi të konsiderueshme nxehtësie, duke gjeneruar gazra që zgjerohen për shkak të nxehtësisë, duke krijuar temperatura dhe presione të larta me potencial të jashtëzakonshëm shkatërrues.
Kufijtë e shpërthimit janë parametra kyç në përshkrimin e rreziqeve të të ndezshme gazet, avujt, dhe pluhuri i djegshëm. Në mënyrë tipike, kufijtë e shpërthimit të gazeve dhe avujve të ndezshëm shprehen si përqindje e gazit ose avullit në përzierje.
Për shembull, në 20°C, formula e konvertimit për fraksionin vëllimor dhe përqendrimin në masë të një gazi të ndezshëm është:
Y = (L/100) × (1000M/22.4) × (273/(273+20)) = L × (M/2.4)
Në këtë formulë, L është fraksioni vëllimor (%), Y është përqendrimi në masë (g/m³), M është masa molekulare relative e gaz i djegshëm ose avull, dhe 22.4 është vëllimi (litra) zënë nga 1 mol e një lënde në gjendje të gaztë në kushte standarde (0° C, 1 atmosferë).
Për shembull, nëse përqendrimi i gazit të metanit në atmosferë është 10%, ajo konvertohet në:
Y = l × (M/2.4) = 10 × (16/2.4) = 66,67 g/m³
Koncepti i kufijve të shpërthimit për gazrat e ndezshëm, avujt, dhe pluhuri mund të shpjegohet me teorinë e shpërthimit termik. Nëse përqendrimi i një gazi të ndezshëm, avull, ose pluhuri është nën LEL, për shkak të ajrit të tepërt, efekti ftohës i ajrit, dhe përqendrimi i pamjaftueshëm i lëndës djegëse, sistemi humbet më shumë nxehtësi sesa fiton, dhe reagimi nuk vazhdon. Në mënyrë të ngjashme, nëse përqendrimi është mbi UEL, nxehtësia e krijuar është më e vogël se nxehtësia e humbur, duke parandaluar reagimin. Për më tepër, gazi ose pluhuri i tepërt i djegshëm jo vetëm që nuk reagon dhe gjeneron nxehtësi për shkak të mungesës së oksigjen por edhe e ftoh përzierjen, duke parandaluar përhapjen e flakës. Për më tepër, për substanca të caktuara si etilenit oksid, nitroglicerina, dhe pluhuri i djegshëm si baruti, UEL mund të arrijë 100%. Këto materiale sigurojnë oksigjenin e tyre gjatë dekompozimit, duke lejuar që reagimi të vazhdojë. Rritja e presionit dhe e temperaturës lehtëson më tej dekompozimin dhe shpërthimin e tyre.